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刚玉(氧化铝)的家族成员简介

浏览数量:121     作者:本站编辑     发布时间: 2018-07-09      来源:本站

α型氧化铝晶体叫做刚玉,常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色,硬度仅次于金刚石和碳化硅,能耐高温。刚玉作为使用历史悠久的超硬、耐高温材料,在各种工业领域中发挥着重要的作用。今天,淄博赢驰给大家介绍一下刚玉家族的成员。

1、白刚玉

白刚玉是以优质氧化铝粉为原料,经电熔提炼结晶而成, 纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温、热态性能稳定。

白刚玉硬度略高于棕刚玉,韧性稍低,纯度高、自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温、热稳定性好。

用白刚玉粒度砂制成磨具,适用于磨削高碳钢、高速钢及不锈钢等,白刚玉还可以用于精密铸造和高级耐火材料。

2、棕刚玉

棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料,在电弧炉内经高温冶炼而成。

在冶炼过程中,无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属,这些金属结合在一起成为铁合金,由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底,与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔块中。

棕刚玉的主要矿物成份为Al2O3三方晶系,少量的矿物杂质有:硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石(又称莫来石)、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。

棕刚玉的抗破碎能力较强,抗氧化、抗腐蚀,具有良好的化学稳定性,是一种用途广泛的磨料。适用于磨削抗张强度高的金属材料,如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨,磨加工螺纹和齿轮等。

3、铬刚玉,又称红刚玉

铬刚玉的冶炼工艺与白刚玉相同,只是在冶炼过程中加入一定量的氧化铬,呈浅紫色或玫瑰色。

铬刚玉中由于引入Cr元素改善了磨料的韧性,其韧性较白刚玉高,而硬度与白刚玉相近,用于加工韧性较大的材料时,其加工效率比白刚玉高,并且工件表面的光洁度也较好。铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件。

4、微晶刚玉

微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同,在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入模子内急速冷却,因而得到微细结晶的集合体。

微晶刚玉在冶炼过程中,杂质的还原程度较差,Al2O3含量为94%~96%,晶体尺寸一般在80~300微米,晶体占57%~85%,最大晶体尺寸不超过400~600微米。它具有强度高,韧性较大的特点。

适用于重负荷磨削,可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料,由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态,也被用于精密磨削甚至镜面磨削。

5、单晶刚玉

单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料,在电弧炉内共熔,矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原,并组成铁合金从熔液中沉降至炉底。一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应,生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间,当熔块冷却后放入水中时,硫化铝被溶解,而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开,成为自然粒度的磨料。

单晶刚玉呈灰白色,其颗粒形状多为等积形,晶体内不含杂质,具有多棱角的切削刃,在同样的磨削力作用下,所形成的力矩小于其它磨料,因此它不易折碎,机械强度较高,单颗粒抗压强度为22~38kg,而棕刚玉仅为10~20kg。

单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性,所以切削能力较强,可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料。

6、锆刚玉

锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料,在电弧炉内经高温冶炼而成,整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程。

它是一种由α-Al2O3ZrO2组成的共晶集合体,在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体。

锆刚玉适用于高速重负荷磨削,可研磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等,特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的研磨加工。

7、镨钕刚玉

镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似,其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物(氧化镨、氧化钕、氧化镧)。

大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉,适用磨削不锈钢、高速钢、球墨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。

8、黑刚玉

黑刚玉磨料是以优质的矾土为主要原料,加少量还原剂后,在电弧炉内经高温冶炼而成。

色泽呈黑色,硬度适中,其韧性较大、耐磨、棱角锋利、自锐性强,磨削时发热量少,且加工面无划痕,抛光光洁度高(比棕刚玉抛光能力提高一倍以上,抛光光洁度提高二级以上)。

黑刚玉适用于不锈钢、金属制品电镀前的底面抛光和喷沙,也可用于玻璃、竹木、石材等制品的磨削和抛光。黑刚玉也是制造树脂砂轮、砂布的新型材料。

9、矾土烧结刚玉

矾土烧结刚玉是唯一不用电炉冶炼的刚玉,它是用优质熟矾土(Al2O3含量85%以上)经湿法球磨至3微米的微粒料浆(球磨时应加粘结剂),再经压滤成型为各种几何形状的磨粒,在1500℃下烧结。

矾土烧结刚玉的主要化学成份是:Al2O3(85%~88%)、SiO(3%~4%)、TiO(3.5%~4.5%)、FeO(5.6%~6.5%)。它具有α-Al2O3微晶结构,韧性高,可承受较大的磨削压力而不至于破碎,并能切削较厚的金属层,横向进给可高达6mm以上。

矾土烧结刚玉磨料的形状可制成各种柱形体,这是所有磨料中唯一的特例,适用于重负荷研磨。

目前,黑刚玉广泛地应用于不锈钢餐厨具、灯具、灯饰、摩托车零件、汽车配件等中等硬度材料的精细抛光。

 

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